Causes of morphological discontinuities in soils of Depressão Central, Rio Grande do Sul State, Brazil

Morphological, particularly textural, discontinuities between horizons increase soil erodibility in Depressão Central, Rio Grande do Sul State (Brazil). Characterization of such discontinuities would help to understand landscape evolution and to model near-surface hydrology. The objective of this research was to explore the relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials during pedogenesis. Transported material was meant to be mineral particles found in the soil profile, transported probably by water or gravity, that were not present neither in the parent material nor derived from it. Five soils of this region (two Alfisols, two Ultisols and one Mollisol) were sampled and morphological, sand grain size statistics, chemical and mineralogical analyses were used to search for evidences of deposition of transported materials. Two soils had abrupt textural change but no evidence of deposition of transported materials, two soils had less contrasting morphology and some characteristics that are possibly related to deposition, and one soil had no morphological discontinuity, but had deposition of material enriched in magnetite-maghemite in the sand fraction of the A horizon. Therefore, there were no relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials for these profiles in the Depressão Central.

Contrastes morfológicos entre horizontes, e particularmente os contrastes texturais, aumentam a erodibilidade do solo na Depressão Central do Rio Grande do Sul (Brasil). A caracterização destes contrastes contribui para a compreensão da evolução da paisagem e para a modelagem da hidrologia de superfície. Cinco solos desta região foram amostrados e a morfologia, distribuição do tamanho de grãos da fração areia, análises químicas e mineralógicas foram usadas para tentativamente relacionar o contraste textural e morfológico com materiais transportados durante a pedogênese. Por materiais transportados entendem-se as partículas minerais presentes no perfil do solo, transportadas provavelmente por água ou gravidade, e que não estavam presentes nem no material de origem e nem foram derivadas deste. Dois solos apresentaram mudança textural abrupta sem evidências de deposição, dois solos apresentaram menor contraste morfológico e evidências que sustentam a possibilidade de deposição e um solo não apresentou contraste morfológico, porém as características indicam deposição de material rico em magnetita-maghemita na fração areia do horizonte A. Portanto, não foi encontrada relação entre descontinuidades morfológicas e deposição de materiais transportados, na Depressão Central.

Causes of morphological discontinuities in soils of Depressão Central, Rio Grande do Sul State, Brazil

Morphological, particularly textural, discontinuities between horizons increase soil erodibility in Depressão Central, Rio Grande do Sul State (Brazil). Characterization of such discontinuities would help to understand landscape evolution and to model near-surface hydrology. The objective of this research was to explore the relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials during pedogenesis. Transported material was meant to be mineral particles found in the soil profile, transported probably by water or gravity, that were not present neither in the parent material nor derived from it. Five soils of this region (two Alfisols, two Ultisols and one Mollisol) were sampled and morphological, sand grain size statistics, chemical and mineralogical analyses were used to search for evidences of deposition of transported materials. Two soils had abrupt textural change but no evidence of deposition of transported materials, two soils had less contrasting morphology and some characteristics that are possibly related to deposition, and one soil had no morphological discontinuity, but had deposition of material enriched in magnetite-maghemite in the sand fraction of the A horizon. Therefore, there were no relationship between morphological discontinuity and deposition of transported materials for these profiles in the Depressão Central.

Contrastes morfológicos entre horizontes, e particularmente os contrastes texturais, aumentam a erodibilidade do solo na Depressão Central do Rio Grande do Sul (Brasil). A caracterização destes contrastes contribui para a compreensão da evolução da paisagem e para a modelagem da hidrologia de superfície. Cinco solos desta região foram amostrados e a morfologia, distribuição do tamanho de grãos da fração areia, análises químicas e mineralógicas foram usadas para tentativamente relacionar o contraste textural e morfológico com materiais transportados durante a pedogênese. Por materiais transportados entendem-se as partículas minerais presentes no perfil do solo, transportadas provavelmente por água ou gravidade, e que não estavam presentes nem no material de origem e nem foram derivadas deste. Dois solos apresentaram mudança textural abrupta sem evidências de deposição, dois solos apresentaram menor contraste morfológico e evidências que sustentam a possibilidade de deposição e um solo não apresentou contraste morfológico, porém as características indicam deposição de material rico em magnetita-maghemita na fração areia do horizonte A. Portanto, não foi encontrada relação entre descontinuidades morfológicas e deposição de materiais transportados, na Depressão Central.

Método de avaliação visual da qualidade da estrutura aplicado a Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo / Visual assessment soil quality structure methodology applied to Oxisol under different soil use and management

O aumento da demanda pela avaliação da qualidade da estrutura do solo para o adequado crescimento de plantas tem motivado pesquisadores a desenvolverem técnicas visuais de avaliação, a campo, simples e confiáveis para esse fim. No Brasil, um número reduzido de estudos foi realizado empregando métodos visuais de diagnóstico do estado estrutural de solos no campo. Esse trabalho testou a hipótese de que o método de Avaliação Visual da Qualidade da Estrutura do Solo desenvolvido por BALL et al. (2007) para solos de clima temperado pode ser aplicado na identificação de campo da qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo. Para isso, foram avaliadas amostras indeformadas coletadas de mata preservada (M), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (SPD). A avaliação da estrutura apoiou-se na aparência, na resistência e nas características das unidades estruturais de blocos de solo e foi definida por cinco escores visuais de classificação de qualidade. O método empregado permitiu distinguir a qualidade do solo de diferentes sistemas de uso e manejo a partir da avaliação da estrutura da camada estudada.

The increasing demand for assessing soil structure for crop growth has motivated researchers to develop simple and reliable visual indicators to assess soil structure at the field. There are a few records in Brazil indicating the use of visual techniques for assessing soil physical quality. This paper tested the hypothesis that the Visual Soil Structure Quality Assessment methodology developed by BALL et al. (2007) is reliable for identifying the structural quality of tropical and subtropical soils under different soil management systems. Therefore, the overall objective of this paper was to visually identify the structural quality of an Oxisol under forest, crop-livestock rotation and no-till system. The structure evaluation was based on appearance, strength and characteristics of structural units from soil blocks, and was defined by five visual scores from the classification quality. The method allows distinguishing soil quality of the different soil use and management systems from the evaluation of the layer sampled.

Método de avaliação visual da qualidade da estrutura aplicado a Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo

The increasing demand for assessing soil structure for crop growth has motivated researchers to develop simple and reliable visual indicators to assess soil structure at the field. There are a few records in Brazil indicating the use of visual techniques for assessing soil physical quality. This paper tested the hypothesis that the Visual Soil Structure Quality Assessment methodology developed by BALL et al. (2007) is reliable for identifying the structural quality of tropical and subtropical soils under different soil management systems. Therefore, the overall objective of this paper was to visually identify the structural quality of an Oxisol under forest, crop-livestock rotation and no-till system. The structure evaluation was based on appearance, strength and characteristics of structural units from soil blocks, and was defined by five visual scores from the classification quality. The method allows distinguishing soil quality of the different soil use and management systems from the evaluation of the layer sampled.

O aumento da demanda pela avaliação da qualidade da estrutura do solo para o adequado crescimento de plantas tem motivado pesquisadores a desenvolverem técnicas visuais de avaliação, a campo, simples e confiáveis para esse fim. No Brasil, um número reduzido de estudos foi realizado empregando métodos visuais de diagnóstico do estado estrutural de solos no campo. Esse trabalho testou a hipótese de que o método de Avaliação Visual da Qualidade da Estrutura do Solo desenvolvido por BALL et al. (2007) para solos de clima temperado pode ser aplicado na identificação de campo da qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo. Para isso, foram avaliadas amostras indeformadas coletadas de mata preservada (M), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (SPD). A avaliação da estrutura apoiou-se na aparência, na resistência e nas características das unidades estruturais de blocos de solo e foi definida por cinco escores visuais de classificação de qualidade. O método empregado permitiu distinguir a qualidade do solo de diferentes sistemas de uso e manejo a partir da avaliação da estrutura da camada estudada.

Método de avaliação visual da qualidade da estrutura aplicado a Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo

The increasing demand for assessing soil structure for crop growth has motivated researchers to develop simple and reliable visual indicators to assess soil structure at the field. There are a few records in Brazil indicating the use of visual techniques for assessing soil physical quality. This paper tested the hypothesis that the Visual Soil Structure Quality Assessment methodology developed by BALL et al. (2007) is reliable for identifying the structural quality of tropical and subtropical soils under different soil management systems. Therefore, the overall objective of this paper was to visually identify the structural quality of an Oxisol under forest, crop-livestock rotation and no-till system. The structure evaluation was based on appearance, strength and characteristics of structural units from soil blocks, and was defined by five visual scores from the classification quality. The method allows distinguishing soil quality of the different soil use and management systems from the evaluation of the layer sampled.

O aumento da demanda pela avaliação da qualidade da estrutura do solo para o adequado crescimento de plantas tem motivado pesquisadores a desenvolverem técnicas visuais de avaliação, a campo, simples e confiáveis para esse fim. No Brasil, um número reduzido de estudos foi realizado empregando métodos visuais de diagnóstico do estado estrutural de solos no campo. Esse trabalho testou a hipótese de que o método de Avaliação Visual da Qualidade da Estrutura do Solo desenvolvido por BALL et al. (2007) para solos de clima temperado pode ser aplicado na identificação de campo da qualidade estrutural de um Latossolo Vermelho Distroférrico sob diferentes sistemas de uso e manejo. Para isso, foram avaliadas amostras indeformadas coletadas de mata preservada (M), sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) e sistema plantio direto (SPD). A avaliação da estrutura apoiou-se na aparência, na resistência e nas características das unidades estruturais de blocos de solo e foi definida por cinco escores visuais de classificação de qualidade. O método empregado permitiu distinguir a qualidade do solo de diferentes sistemas de uso e manejo a partir da avaliação da estrutura da camada estudada.

Características de solos construídos após mineração de carvão relacionadas ao processo de construção e à composição do material utilizado / Constructed soils characteristics after coal mining related to construction process and to material composition utilized

A mineração de carvão a céu aberto envolve a remoção do solo e de camadas geológicas, que devem ser repostos na seqüência original, visando a reabilitação das áreas mineradas. Este processo altera as características originais do solo e da paisagem. Neste sentido, perfis de solos construídos há 24 e 2 anos, em duas áreas mineradas no município de Minas do Leão (RS), foram avaliados quanto ao processo e à composição dos materiais utilizados na construção. Quanto ao processo de construção, foram determinadas as características morfológicas, a densidade, a condutividade hidraulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo. Em relação à composição dos materiais, determinaram-se granulometria, capacidade de traoca de cátions (CTC), teor de carbono orgânico (CO) e potenciais de neutralização e acidificação. Em ambas as áreas reconstituídas, o processo de construção aumentou a densidade e diminuiu a condutividade hidráulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo. A granulometria, a CTC e o teor de CO foram similares nas duas áreas amostradas, indicando que o processo de construção e os materiais utilizados foram semelhantes. A diminuição dos potenciais de neutralização e acidificação nos perfis de solos construídos há 24 anos indicou um avanço da sulfurização com o tempo de construção dos solos. Os solos em ambas as áreas apresentam sérias limitações para o desenvolvimento de vegetação, influindo negativamente para a recuperação dessas áreas e de áreas adjacentes.

Coal stripmining involves the removal of upper soil and geological layers, which must be relocated in a similar way that in the original profile when reconstructing the landscape. As this process changes soil and landscape characteristics, this study evaluated changes related to composition of materials and construction process in soils reconstructed 2 and 24 years ago, in Boa Vista Coal Mining, in Minas do Leão, Rio Grande do Sul, Brazil. The construction processes were evaluated by morphologic characteristics, soil density, saturated hydraulic conductivity, soil water infiltration capacity, particle size distribution, cation exchange capacity, carbon content, and neutralization and acidification potential. In both reconstructed areas, the construction process increased soil density and reduced both saturated soil hydraulic conductivity and soil water infiltration. No significant difference was found between sample sets of 2 and 24 years for particle size distribution, cation exchange capacity and carbon content, indicating that construction processes and the materials were similar. The decrease of neutralization and acidification potentials in soils built 24 years ago indicated an increase in sulfurization as time since soil reconstruction increases. Due to alterations in soils, both areas present serious limitations for vegetation development, influencing negatively the recovery of mining sites and adjacent areas.

Características de solos construídos após mineração de carvão relacionadas ao processo de construção e à composição do material utilizado

Coal stripmining involves the removal of upper soil and geological layers, which must be relocated in a similar way that in the original profile when reconstructing the landscape. As this process changes soil and landscape characteristics, this study evaluated changes related to composition of materials and construction process in soils reconstructed 2 and 24 years ago, in Boa Vista Coal Mining, in Minas do Leão, Rio Grande do Sul, Brazil. The construction processes were evaluated by morphologic characteristics, soil density, saturated hydraulic conductivity, soil water infiltration capacity, particle size distribution, cation exchange capacity, carbon content, and neutralization and acidification potential. In both reconstructed areas, the construction process increased soil density and reduced both saturated soil hydraulic conductivity and soil water infiltration. No significant difference was found between sample sets of 2 and 24 years for particle size distribution, cation exchange capacity and carbon content, indicating that construction processes and the materials were similar. The decrease of neutralization and acidification potentials in soils built 24 years ago indicated an increase in sulfurization as time since soil reconstruction increases. Due to alterations in soils, both areas present serious limitations for vegetation development, influencing negatively the recovery of mining sites and adjacent areas.

A mineração de carvão a céu aberto envolve a remoção do solo e de camadas geológicas, que devem ser repostos na seqüência original, visando a reabilitação das áreas mineradas. Este processo altera as características originais do solo e da paisagem. Neste sentido, perfis de solos construídos há 24 e 2 anos, em duas áreas mineradas no município de Minas do Leão (RS), foram avaliados quanto ao processo e à composição dos materiais utilizados na construção. Quanto ao processo de construção, foram determinadas as características morfológicas, a densidade, a condutividade hidraulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo. Em relação à composição dos materiais, determinaram-se granulometria, capacidade de traoca de cátions (CTC), teor de carbono orgânico (CO) e potenciais de neutralização e acidificação. Em ambas as áreas reconstituídas, o processo de construção aumentou a densidade e diminuiu a condutividade hidráulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo. A granulometria, a CTC e o teor de CO foram similares nas duas áreas amostradas, indicando que o processo de construção e os materiais utilizados foram semelhantes. A diminuição dos potenciais de neutralização e acidificação nos perfis de solos construídos há 24 anos indicou um avanço da sulfurização com o tempo de construção dos solos. Os solos em ambas as áreas apresentam sérias limitações para o desenvolvimento de vegetação, influindo negativamente para a recuperação dessas áreas e de áreas adjacentes.

Características de solos construídos após mineração de carvão relacionadas ao processo de construção e à composição do material utilizado

Coal stripmining involves the removal of upper soil and geological layers, which must be relocated in a similar way that in the original profile when reconstructing the landscape. As this process changes soil and landscape characteristics, this study evaluated changes related to composition of materials and construction process in soils reconstructed 2 and 24 years ago, in Boa Vista Coal Mining, in Minas do Leão, Rio Grande do Sul, Brazil. The construction processes were evaluated by morphologic characteristics, soil density, saturated hydraulic conductivity, soil water infiltration capacity, particle size distribution, cation exchange capacity, carbon content, and neutralization and acidification potential. In both reconstructed areas, the construction process increased soil density and reduced both saturated soil hydraulic conductivity and soil water infiltration. No significant difference was found between sample sets of 2 and 24 years for particle size distribution, cation exchange capacity and carbon content, indicating that construction processes and the materials were similar. The decrease of neutralization and acidification potentials in soils built 24 years ago indicated an increase in sulfurization as time since soil reconstruction increases. Due to alterations in soils, both areas present serious limitations for vegetation development, influencing negatively the recovery of mining sites and adjacent areas.

A mineração de carvão a céu aberto envolve a remoção do solo e de camadas geológicas, que devem ser repostos na seqüência original, visando a reabilitação das áreas mineradas. Este processo altera as características originais do solo e da paisagem. Neste sentido, perfis de solos construídos há 24 e 2 anos, em duas áreas mineradas no município de Minas do Leão (RS), foram avaliados quanto ao processo e à composição dos materiais utilizados na construção. Quanto ao processo de construção, foram determinadas as características morfológicas, a densidade, a condutividade hidraulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo. Em relação à composição dos materiais, determinaram-se granulometria, capacidade de traoca de cátions (CTC), teor de carbono orgânico (CO) e potenciais de neutralização e acidificação. Em ambas as áreas reconstituídas, o processo de construção aumentou a densidade e diminuiu a condutividade hidráulica saturada e a capacidade de infiltração de água no solo. A granulometria, a CTC e o teor de CO foram similares nas duas áreas amostradas, indicando que o processo de construção e os materiais utilizados foram semelhantes. A diminuição dos potenciais de neutralização e acidificação nos perfis de solos construídos há 24 anos indicou um avanço da sulfurização com o tempo de construção dos solos. Os solos em ambas as áreas apresentam sérias limitações para o desenvolvimento de vegetação, influindo negativamente para a recuperação dessas áreas e de áreas adjacentes.

Medida da cor em solos do Rio Grande do Sul com a carta de Munsell e por colorimetria

The soil color is easily determined through the visual comparison with the Munsell charts and relates with the presence of iron oxides and organic matter in the soil. The color measurement by instruments through remote sensing has greater precision due to controlled, non-subjective conditions. The aims of this research were to compare the color of different soils from Rio Grande do Sul State Brazil measured by the Munsell charts and colorimetry and to correlate the color with the soil characteristics. The smallest variability in determining color through Munsell chart was observed in the hue component and the largest in the chrome. The correlation coefficients showed that there is coherence among the color measurements using Munsell chart and the colorimeter. The colorimeter was efficient to quantify color, eliminating psicophysics errors typical of the visual method. The characteristics of the soils analyzed presented high correlations with the components of the color obtained by colorimetry, inidicating this technique as efficient and promising to obtain information of the soil in a simple way with low cost.

A cor do solo é uma característica facilmente determinada através da comparação visual com a carta de Munsell e está relacionada com a presença de óxidos de ferro e matéria orgânica no solo. A obtenção da cor por instrumentos via sensoriamento remoto, como colorímetros, resulta em maior precisão por apresentar condições controladas e não subjetivas. Os objetivos deste trabalho foram comparar a cor de diferentes solos do Rio Grande do Sul determinadas pela carta de Munsell e por colorimetria e correlacioná-las com os atributos do solo. A precisão dos observadores na determinação da cor através da carta de Munsell para uma mesma amostra apresentou menor variabilidade para o componente matiz e maior para o croma. Os coeficientes de correlação mostraram que há coerência entre as medidas de cor realizadas por diferentes observadores e as medidas pelo colorímetro, o qual mostrou ser eficiente na quantificação da cor, eliminando possíveis erros psicofísicos atribuídos ao método visual. Os atributos dos solos analisados apresentaram boas correlações com os componentes da cor obtidos por colorimetria, mostrando ser esta uma técnica eficiente e promissora para obter informações do solo de maneira simples e de baixo custo.

Medida da cor em solos do Rio Grande do Sul com a carta de Munsell e por colorimetria

The soil color is easily determined through the visual comparison with the Munsell charts and relates with the presence of iron oxides and organic matter in the soil. The color measurement by instruments through remote sensing has greater precision due to controlled, non-subjective conditions. The aims of this research were to compare the color of different soils from Rio Grande do Sul State Brazil measured by the Munsell charts and colorimetry and to correlate the color with the soil characteristics. The smallest variability in determining color through Munsell chart was observed in the hue component and the largest in the chrome. The correlation coefficients showed that there is coherence among the color measurements using Munsell chart and the colorimeter. The colorimeter was efficient to quantify color, eliminating psicophysics errors typical of the visual method. The characteristics of the soils analyzed presented high correlations with the components of the color obtained by colorimetry, inidicating this technique as efficient and promising to obtain information of the soil in a simple way with low cost.

A cor do solo é uma característica facilmente determinada através da comparação visual com a carta de Munsell e está relacionada com a presença de óxidos de ferro e matéria orgânica no solo. A obtenção da cor por instrumentos via sensoriamento remoto, como colorímetros, resulta em maior precisão por apresentar condições controladas e não subjetivas. Os objetivos deste trabalho foram comparar a cor de diferentes solos do Rio Grande do Sul determinadas pela carta de Munsell e por colorimetria e correlacioná-las com os atributos do solo. A precisão dos observadores na determinação da cor através da carta de Munsell para uma mesma amostra apresentou menor variabilidade para o componente matiz e maior para o croma. Os coeficientes de correlação mostraram que há coerência entre as medidas de cor realizadas por diferentes observadores e as medidas pelo colorímetro, o qual mostrou ser eficiente na quantificação da cor, eliminando possíveis erros psicofísicos atribuídos ao método visual. Os atributos dos solos analisados apresentaram boas correlações com os componentes da cor obtidos por colorimetria, mostrando ser esta uma técnica eficiente e promissora para obter informações do solo de maneira simples e de baixo custo.